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異金属間の腐蝕3(チタン) 

うーん、金属のイオン化傾向のうちチタンについて考えていた。

チタンのイオン化傾向はアルミに近く電解液に溶け出しやすいはずなのだが、海水中では白金に次ぐ耐腐食性を示す。

これはイオン化傾向以外の何かが働いていることになると考えた。チタンの表面は酸素があればすぐに酸化し不動態膜におおわれる。つまり表面が酸化されると、その奥のチタンにまで酸素による酸化が進まない。これはアルミニウムやステンレスも同じ。

そう、アルミニウムやステンレスも不動態膜におおわれるのに、海水では腐食が進む。ではチタンは何で腐蝕しないのか…。

逆にステンレスがなぜ海水で錆びるのか調べてみると、不動態膜は塩素イオンによって破壊されるらしい。ネット上では詳しく書いているところがみつからなかったのだが、想像するに、ステンレス(アルミニウム)表面の不動態膜は塩素イオンの還元反応によって一部の酸素が取り除かれてしまうのではないか。そうすると酸素に換わり水中のOHによって水酸化による腐蝕が進むと考察する。この場合は錆なので不動態膜と違って完全に表面をおおわないためジワジワと金属の内部にまで進むんだろうな。

それがチタンでは上記のようにならないらしい。海水中で白金に次ぐ耐腐食性を示すのはチタンの不動態膜を塩素イオンが還元させることができないらしい。チタンの化学的性質として酸素との結びつきが強固なのだろう。

ま、データを見ると海水中も完璧というわけでなく、流れのない海水ではやや耐食性に劣るらしい。

ちなみにチタンは“強い”というイメージがある。比強度(比重あたりの引っ張り強さ)はとても強い。これは同じ重さの他の金属に比べるととても強いという意味。たとえばSUS316の比強度は7.6だが、チタン(TB270)では7.8。

でも大きさでいうと話が変わる。同じ大きさであればチタンはSUSの60%くらいの重さ。比強度は同じ比重の時だから、大きさに変えるとSUSの60%の強さになってしまう。つまりSUS316のネジが弱いので、変わりに強いと思っていたチタンネジに交換すると上述の理由からますます折れて首を傾げてしまうだろう。

なんか話が脱線したが、チタンとアルミや鉄の組み合わせでは、やはり相手材で電蝕が進むらしい。

※上述の考察は個人的な考察もあり、誤りがある場合もありますので、各自でちゃんと調べていただきたい。これを読んでなんらかの損害があっても責任を負えません。

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